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P LIEGO DE ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
TUBERÍA Y ACCESORIOS DE FUNDICIÓN DÚCTIL PARA
SANEAMIENTO
GAMA TOPAZ
DN/DE 75-90-110-125-140-160 mm
Departamento Técnico de Saint-Gobain PAM España
TUBERÍA DE FUNDICIÓN DÚCTIL PARA SANEAMIENTO TOPAZ DN/DE 75-90-110-125-140-160 SAINT-GOBAIN PAM España, S.A.
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Í N D I C E
1.- TUBOS y ACCESORIOS .................................................................................. 2
1.1.- NORMATIVA .................................................................................... 2 1.2.- DESCRIPCIÓN .................................................................................. 3 1.3.- CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS MÍNIMAS ........................................... 4 1.4.- PRUEBA DE ESTANQUIDAD................................................................ 4 1.5.- MARCADO ....................................................................................... 4
1.5.1.- De los TUBOS ..................................................................... 4 1.5.2.- De los ACCESORIOS ............................................................ 4
1.6.- REVESTIMIENTOS ............................................................................ 5 1.6.1.- Revestimiento interno .......................................................... 5 1.6.2.- Revestimiento externo ......................................................... 5 1.6.3.- Revestimiento DE LOS ACCESORIOS ...................................... 6
1.7.- ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD ...................................................... 6 1.8.- CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS ..................................................... 6
2.- SISTEMAS DE UNIÓN .................................................................................... 7 2.1.- TUBO Y ACCESORIOS TOPAZ (Junta Automática Flexible - TOPAZ) ......... 7 2.2.- JUNTAS ACERROJADAS – TOPAZ Vi .................................................... 7 2.3.- OTROS TIPOS DE UNIONES ............................................................... 7 2.4.- ANILLOS DE ELASTÓMERO ................................................................ 8 2.5.- DESVIACIONES ................................................................................ 8
3.- PRESIONES .................................................................................................. 9 3.1.- Presión Máxima de Funcionamiento (PFA) ........................................... 9 3.2.- Presión Máxima Admisible (PMA) ....................................................... 9 3.3.- Presión de Ensayo Admisible (PEA) ..................................................... 9 3.4.- Tabla de presiones ........................................................................... 10 3.5.- Tabla de presiones: Accesorios con unión a bridas ................................ 10
4.- ALTURAS DE COBERTURA .............................................................................. 11 4.1.- INTRODUCCIÓN ............................................................................... 11 4.2.- DESCRIPCIÓN DEL SUELO ................................................................. 12 4.3.- DEFINICIÓN DE 4 TIPOS DE INSTALACIÓN .......................................... 12 4.4.- ALTURAS MÁXIMAS Y MÍNIMAS DE COBERTURA .................................. 13
5.- PÉRDIDAS DE CARGA (CÁLCULO HIDRÁULICO) ................................................ 14 5.1.- Coeficiente de rugosidad ................................................................... 14 5.2.- Fórmulas para el cálculo ................................................................... 14
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1.- TUBOS y ACCESORIOS
1.1.- NORMATIVA
La gama de tuberías y accesorios Topaz está concebida teniendo en cuenta las siguientes normas:
ISO 9001: Sistemas de Gestión de la Calidad. Requisitos para el aseguramiento de la calidad en producción y comercialización.
ISO 14001: Sistemas de Gestión Ambiental: Requisitos con orientación para su uso.
UNE-EN 681-1: Juntas elastoméricas. Requisitos de los materiales para juntas de estanquidad de tuberías empleadas en canalizaciones agua y en drenaje.
UNE-EN 12842: Accesorios de fundición dúctil para sistemas de tuberías de PVC-U o PE. Requisitos y métodos de ensayo.
UNE-EN 14901: Tuberías, racores y accesorios de fundición dúctil. Recubrimiento epoxi (alta resistencia) para racores y accesorios de fundición dúctil. Requisitos y métodos de ensayo
UNE-EN 598: Tubos, racores, y accesorios en fundición dúctil y sus uniones para aplicaciones de saneamiento. Requisitos y métodos de ensayo.
UNE-EN 476: Requisitos generales para componentes empleados en sumideros y alcantarillados
UNE-EN 752: Sistemas de desagües y de alcantarillados exteriores a edificios
UNE-EN 1610: Instalación y pruebas de acometidas y redes de saneamiento
UNE-EN 805: Especificaciones para redes exteriores a los edificios y sus componentes
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1.2.- DESCRIPCIÓN
Los tubos TOPAZ son de fundición dúctil de clase de presión C25 revestidos interiormente con una capa de polímeros termoplásticos Ductan con espesor 300 μm y externamente con 400 g/m2 de aleación Zinc-Aluminio (85%-15%) enriquecida con cobre ZnAl(Cu), junto con una capa de acabado de pintura Aquacoat® de naturaleza acrílica, en fase acuosa, aplicada con un espesor no inferior a 80 μm (BioZinalium).
Los tubos son fabricados mediante centrifugación en molde metálico y están provistos de una campana en cuyo interior se aloja un anillo de elastómero nitrilo NBR (junta de estanqueidad TOPAZ), que mediante compresión axial asegura la unión y estanqueidad entre tubos.
El diseño de la junta TOPAZ proporciona una serie de características funcionales como altas desviaciones angulares, aislamiento eléctrico entre tubos, buen comportamiento ante la inestabilidad del terreno, etc.
La gama TOPAZ se completa con accesorios TOPAZ. Se trata de accesorios de fundición dúctil revestidos tanto interna como externamente con 250 μm de epoxi rojo. La unión entre tubo y accesorio se realiza mediante el mismo tipo de junta que la unión entre tubos.
La gama TOPAZ es compatible dimensionalmente con los tubos de PVC conformes a la UNE-EN 1452-2010 y los tubos de PEAD conformes a la UNE-EN 12201-2012.
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1.3.- CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS MÍNIMAS
Estas características son comprobadas sistemáticamente durante el proceso de fabricación:
Modulo mínimo de elasticidad
Resistencia mínima a la tracción (Rm )
Alargamiento mínimo a la rotura (A)
Dureza Brinell (HB)
TUBOS Y ACCESORIOS
TUBOS Y ACCESORIOS
TUBOS ACCESORIOS TUBOS ACCESORIOS
DN/DE 75-160 DN/DE 75-160 DN/DE 75-160 DN/DE 75-160
170 GPa 420 MPa 10 % 5 % ≤ 230 ≤ 250
1.4.- PRUEBA DE ESTANQUIDAD
Todos los tubos se someten en fábrica a una prueba hidráulica realizada en la misma línea de fabricación. La duración total del ciclo de presión no es inferior a 15 segundos, de los cuales 10 seg. son a la presión de ensayo. Dicha prueba consiste en mantener agua en el interior del tubo a la presión indicada en la tabla, no admitiéndose ningún tipo de pérdidas.
DN/DE (mm) 75-90-110-125-140-160
Presión (bar) 40
Todas las piezas especiales se prueban en fábrica a estanquidad con aire durante 15 segundos. Dicha prueba consiste en mantener la pieza con aire como mínimo a 1 bar de presión y comprobar la estanquidad con un producto jabonoso.
1.5.- MARCADO
1.5.1.- De los TUBOS
- Diámetro nominal DN/OD - Material
- Identificación del fabricante - Año de fabricación
Además, los tubos llevarán trazabilidad: día y semana de fabricación.
1.5.2.- De los ACCESORIOS
Diámetro nominal
75-90-110-140-125-160
Año dos cifras
Material GS Ángulo de los
codos
1/4, 1/8, 1/16, 1/32
Fabricante PAM Bridas PN y DN
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1.6.- REVESTIMIENTOS
1.6.1.- Revestimiento interno
Todos los tubos están revestidos internamente con una capa de polímeros termoplásticos DUCTAN, de color azul ultramar, totalmente impermeable y 300 μm de espesor, aplicada por pulverización en caliente.
Apto para transporte de efluentes con pH entre 1 y 10.
Características
Características Valor
Color Azul ultramarino (próximo a RAL 5002)
Densidad (producto de base) 0,96g/cm³
Adherencia (ISO 4624) ≥ 10 Mpa sobre placa de acero granallado
Dureza Shore D 44
Alargamiento antes de la rotura (ISO 527)
≥ 400%
Stress cracking (ASTM D1693) >1000h
Tiempo de inducción ante oxidación a 200 ° C (EN 728)
>10 min. bajo 02
Prestaciones
Prestaciones Criterio
Adherencia 14 Mpa valor medio (8 Mpa valor mínimo)
Ausencia de porosidad (control del cepillo eléctrico detector de poros)
Control por inducción. Se mide con una tensión de 1500 V, la superficie interior del tubo debe estar exenta de porosidad
Resistencia al impacto inverso (cara opuesta)
Ausencia de la descarga del cepillo eléctrico detector de poros con un choque de 10 J
Coeficiente de rugosidad <0,01mm
Resistencia al envejecimiento Tubería con incisión. Ensayo de inmersión (Tª 50ºC) 480 horas. Evaluación sobre la zona afectada y fuera de ella
Resistencia al choque Prueba de impacto. Bola de 20 mm. de diámetro con un peso de 1 kg. a un metro de altura con trayectoria perpendicular
1.6.2.- Revestimiento externo
Los tubos se revisten externamente con dos capas:
A) Una primera con aleación Zinc-Aluminio enriquecida con cobre ZnAl(Cu):
Metalización al arco eléctrico de la aleación optimizada de Zinc-Aluminio 85-15 enriquecida con Cobre, a partir de un hilo único de aleación, depositándose como mínimo 400 gr/m2.
B) Una segunda de pintura Aquacoat®:
Capa de acabado de pintura roja de naturaleza acrílica, en fase acuosa,
aplicada con un espesor no inferior a 80 m.
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Antes de la aplicación del BioZinalium, la superficie de los tubos está seca y exenta de partículas no adherentes como aceite, grasas, etc. La instalación de recubrimiento exterior es tal que el tubo pueda manipularse sin riesgo de deterioro de la protección (por ejemplo un secado en estufa).
La capa de acabado recubre uniformemente la totalidad de la capa de Zn-Al(Cu) y está exenta de defectos tales como carencias o desprendimientos.
Revestimiento conforme a la norma UNE- EN 598 (Anexo B: Ámbito de utilización, características de los suelos).
El extremo liso de los tubos va reforzado con un revestimiento Ductan de 300 µm y una segunda capa de Aquacoat® rojo de 80 µm.
1.6.3.- Revestimiento DE LOS ACCESORIOS
Todas las piezas de la gama TOPAZ se revisten tanto interior como exteriormente mediante el proceso de empolvado con epoxi rojo, previo granallado, de forma que
el espesor mínimo medio de la capa no sea inferior a 250 m conformes a la
norma UNE EN 14901.
1.7.- ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
El proceso de producción es sometido a un sistema de aseguramiento de calidad, conforme a la norma UNE EN ISO 9001, y está certificado por un organismo exterior.
1.8.- CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS
DN Lu Clase
e nominal
DE DI P B Masa Masa Total
mm m mm mm Mm mm mm kg/m kg
75 6 25 3,0 75,0 77,7 82,0 113,0 5,10 31 90 6 25 3,0 90,0 92,7 84,0 128,0 6,20 37
110 6 25 3,0 110,0 112,8 87,0 148,0 7,60 45 125 6 25 3,1 125,0 128,0 92,0 163,0 8,90 52 140 6 25 3,1 140,0 143,1 94,4 183,0 10,00 60 160 6 25 3,2 160,0 163,3 97,5 202,0 11,80 71
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2.- SISTEMAS DE UNIÓN
2.1.- TUBO Y ACCESORIOS TOPAZ (Junta Automática Flexible - TOPAZ)
La junta automática flexible Topaz está compuesta por un anillo de elastómero Nitrilo NBR reforzado con segmentos de antiexpulsión, que realiza la estanqueidad
La estanquidad se consigue por la compresión radial del anillo de elastómero ubicado en su alojamiento del interior de la campana del tubo o accesorio. La unión se realiza por la simple introducción del extremo liso en el enchufe.
2.2.- JUNTAS ACERROJADAS – TOPAZ Vi
Para instalaciones donde se requiera que la conducción trabaje a tracción y/o sea necesaria la eliminación de macizos de anclaje, el tipo de junta para los tubos y accesorios será la junta acerrojada Topaz Vi.
Esta junta lleva intercalados segmentos de acerrojado, en los que van incluidos los insertos metálicos que realizan el acerrojado de la canalización.
La estanquidad se consigue por la compresión radial del anillo de elastómero ubicado en su alojamiento del interior de la campana del tubo o del accesorio. La unión se realiza por la simple introducción del extremo liso en el enchufe.
2.3.- OTROS TIPOS DE UNIONES
Cuando las piezas lleven unión con brida, será conforme con la serie ISO PN 10/16.
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2.4.- ANILLOS DE ELASTÓMERO
Los anillos de las juntas TOPAZ son de caucho sintético Nitrilo NBR resistente a los efluentes con contenido en hidrocarburos, componentes benzoicos, etc. y cumplirán la norma UNE EN 681-1. Las características más importantes son:
Dureza DIDC (Shore A) 66 a 75 ( 3)
Carga de rotura 10 MPa
Alargamiento mínimo a la rotura 200 %
Deformación remanente tras la compresión:
durante 70 horas a 23º ± 2 oC 10 %
durante 22 horas a 70º ± 1 oC 20 %
Marcado: Deberán marcarse, de forma duradera, los siguientes datos en cada junta o paquete de juntas
Diámetro nominal Identificación del fabricante Número de la norma (681) con el tipo de aplicación y la clase de
dureza como sufijo Trimestre y año de fabricación
2.5.- DESVIACIONES
Las desviaciones máximas admisibles que permiten las diferentes juntas son:
Radio de curvatura Nº de tubos para un cambio de dirección
d
L
R
R =
·
L
2 Sen
2
= Ángulo del cambio de dirección
= Desviación máxima admisible.
N =
L = Longitud del tubo.
= Desplazamiento máximo.
C = Longitud del cambio de dirección:
C = N · L
Junta TOPAZ y TOPAZ Vi
DN (mm) (Grados) L (m) R (m) Desplazamiento (cm)
75 - 90 – 110 – 125 – 140 - 160
6º 6 85 63
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3.- PRESIONES
El cálculo de presiones se basa en el método de cálculo de la Norma UNE EN-545.
3.1.- Presión Máxima de Funcionamiento (PFA)
Presión interior que un componente de la canalización puede soportar con toda seguridad de forma continua en régimen hidráulico permanente.
PFAe R
C D
t
20 (1)
PFA = Presión de funcionamiento admisible.
Rt = Resistencia mínima a la tracción = 420 MPa.
e = Espesor de cálculo = 2.0 mm C = Coeficiente de seguridad
D = Diámetro medio = Dext - e. Dext = Diámetro exterior.
Las tuberías TOPAZ se diseñan con una PFA de 25 bar. Por tanto, el coeficiente de seguridad a la presión interna es superior a 3.
3.2.- Presión Máxima Admisible (PMA)
Presión hidrostática máxima (incluyendo el golpe de ariete) que es capaz de soportar un componente de la canalización en régimen de sobrepresión transitoria.
PMA = 1.2 * PFA
3.3.- Presión de Ensayo Admisible (PEA)
Presión hidrostática máxima de prueba en zanja a la cual es capaz de resistir un componente de la canalización durante un tiempo relativamente corto con el fin de asegurar la integridad y estanquidad de la misma.
PEA = 5 + PMA
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3.4.- Tabla de presiones
TUBERÍA TOPAZ CON JUNTA TOPAZ
DN mm
PFA bar
PMA bar
PEA bar
75 25 30
30
35
90 25 30
30
35
110 25 30 35
125 25 30 35
140 25 30 35
160 25 30 35
TUBERÍA TOPAZ CON JUNTA TOPAZ VI
DN mm
PFA bar
PMA bar
PEA bar
75 16 19
30
20
90 16 19
30
20
110 16 19
30
20
125 16 19
30
20
140 16 19 20
160 16 19 20
3.5.- Tabla de presiones: Accesorios con unión a bridas
DN / OD PN (bar)
75
10 - 16 25
90
100
125
140
160
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4.- ALTURAS DE COBERTURA
4.1.- INTRODUCCIÓN
La altura de cobertura mínima y máxima a la que se entierre la tubería de fundición dúctil dependerá de las condiciones de instalación.
Se distinguen tres zonas: (ver fig. 1)
- La zona de relleno (1)
- La zona de relleno cuidadosa (2) constituida por:
* Una cama de apoyo y un relleno de recubrimiento del tubo hasta 0,1 m por encima de la generatriz superior del tubo para las canalizaciones de comportamiento flexible.
* Una cama de apoyo y relleno de recubrimiento hasta la mitad del tubo para las canalizaciones de comportamiento rígido.
- Terreno natural del lugar (3).
La zona de relleno (2) condiciona la estabilidad y/o la protección de la canalización.
Su ejecución deberá satisfacer las exigencias variables según:
- Las características de la canalización (rígida, semi-rígida o flexible). - Las cargas exteriores (alturas de cobertura, cargas rodantes). - El tipo más o menos rocoso o heterogéneo del terreno por el que discurre la tubería.
La zona de relleno (1) varía según sea la zona (rural, semiurbano y urbano) y deberá tenerse en cuenta la estabilidad de la calzada si procede.
Relleno (1)
Relleno (2)
Relleno (1)
Cama de apoyo Recubrimiento
CANALIZACIÓN RÍGIDA CANALIZACIÓN FLEXIBLE
(3)
(3)
Recubrimiento
Relleno (2)
Cama de apoyo
Fig. 1 Otros tipos de esfuerzos influyen en las condiciones de instalación como travesías de zonas de alta seguridad como pasaje de vías férreas y autovías, mantenimiento de la canalización sin peligro de congelación, etc.
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4.2.- DESCRIPCIÓN DEL SUELO
La clasificación de los suelos se realiza de acuerdo al Fascículo 70
TABLA 1
SUELO DESCRIPCIÓN
1 Arenas y gravas limpias o ligeramente limosas (elementos inferiores a 50 mm).
2 Arenas, gravas, limosas medianamente arcillosas.
3 Arcillas de sílex y de pedernal. Coluviones. Morrenas, rocas alteradas, aluviones bastos con porcentaje de finos elevados.
4 Limos, arenas finas, arcillas, margas más o menos plásticas (Ip<50).
5 a * Arcillas y margas muy plástica (Ip>50). Materiales orgánicos, solubles o contaminantes.
5 b **
Rocas evolutivas: creta, gres, pizarras, etc. Suelos compuestos (arcillas de cantera y de sílex, coluviones, morrenas, rocas alteradas, aluviones bastos, con
elementos que puedan sobrepasar 250 mm). Gravas limpias, rocas no evolutivas con elementos > 50 mm
(*) Estos materiales no son utilizables en la zona de recubrimiento (2) ni en la zona de relleno (1). (**) Estos materiales no utilizables en la zona de recubrimiento (2) pueden algunas veces ser utilizados en la zona de relleno (1).
4.3.- DEFINICIÓN DE 4 TIPOS DE INSTALACIÓN
DN ≤600
CASO 1 CASO 2 CASO 3 CASO 4
Cama de apoyo Fondo de zanja
nivelado Fondo de zanja
nivelado
Cama con materiales
seleccionados
Cama con materiales
seleccionados
Zona de relleno (2) - Grupo de suelo * 3 3 2 1 - Compactado No compactado Compactado
controlado Compactado controlado
Compactado controlado
- Es (MPa) 0.5 1 1.2 2 - 2α (º) 60 90 90 90
Elección de los materiales
El material de recubrimiento utilizado (seleccionado o no) directamente en contacto con la canalización deberá estar exento de elementos rocosos y corrosivos
* Ver tabla 1. Los casos definidos en la tabla anterior se consideran sin capa freática ni blindajes de zanja Para otros tipos de instalación en zanja, consultar a SAINT-GOBAIN PAM España S.A.
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4.4.- ALTURAS MÁXIMAS Y MÍNIMAS DE COBERTURA
La mínima altura de cobertura admisible es 0.3 m. En caso de presencia de cargas rodantes, esta altura mínima puede mantenerse siendo necesario un acabado de zanja según caso 3 y caso 4.
La máxima altura de cobertura depende del DN, tipo de instalación en zanja realizada y de la existencia de cargas rodantes.
Los valores máximos vienen recogidos en la siguiente tabla:
Alturas máximas de cobertura de tuberías TOPAZ sin cargas rodantes
DN/OD Caso 1 (m) Caso 2 (m) Caso 3 (m) Caso 4 (m)
75 33.3 45.0 52.8 54.1
90 23.1 31.6 37.3 38.8
110 15.6 21.8 25.9 27.9
125 12.3 17.4 20.9 23.0
140 11.4 16.4 19.8 22.1
160 10.4 15.2 18.4 21.0
Alturas máximas de cobertura de tuberías TOPAZ con cargas rodantes
DN/OD Caso 1 (m) Caso 2 (m) Caso 3 (m) Caso 4 (m)
75 33.3 45.0 52.8 54.1
90 23.1 31.6 37.3 38.8
110 15.6 21.8 25.9 27.9
125 12.2 17.4 20.9 23.0
140 11.3 16.4 19.7 22.1
160 10.4 15.2 18.4 21.0
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5.- PÉRDIDAS DE CARGA (CÁLCULO HIDRÁULICO)
5.1.- Coeficiente de rugosidad
La rugosidad de superficie equivalente de una canalización no depende sólo de la rugosidad de la pared del tubo, sino también y sobre todo del número de codos, tes, reducciones, e irregularidades del perfil de la canalización (mala alineación). Para canalizaciones TOPAZ, el valor del coeficiente de rugosidad es inferior a 0.01 mm. Las pérdidas de carga debidas a la rugosidad de la superficie del tubo y a los puntos singulares (empalmes, uniones, etc.) son, en general, menores que las debidas al rozamiento propio interior del fluido. Las pérdidas de carga debidas a la superficie del tubo son inferiores a las provocadas por perturbaciones locales (5 a 7 % contra 10 a 13 %). Un cambio en el valor inicial de K entre 0 y 0,01 mm tiene muy poca importancia; sin embargo, es esencial que el valor inicial de K permanezca constante en el tiempo.
5.2.- Fórmulas para el cálculo
COLEBROOK-WHITE: 1
23 71
2 51 1
Log
K
D R,
,o
De donde: = Viscosidad cinemática a la temperatura de funcionamiento.
RV Do
(Número de Reynolds)
K = Rugosidad de la superficie.
= coeficiente de pérdida de carga
2 51 1,
R
(pérdidas de carga debidas al rozamiento intrínseco del fluido).
K
D3 71, (pérdidas de carga por el rozamiento del fluido contra la pared del
tubo).
DARCY: JV
g D
2
2 Pérdidas de carga en conducciones llenas, en función del
caudal y de la velocidad.